综采工作面矿压显现规律的实践与研究

收稿日期:2020-07-03作者简介:张海峰(1983-),男,山西忻州宁武人,2016年7月毕业于东北大学采矿工程专业,本科学历,采矿工程师(中级),现从事综采工作面支护㊁巷道围岩管理等工作㊂庄旺煤业综采工作面矿压规律研究及分析张海峰(山西宁武大运华盛庄旺煤业有限公司,山西 忻州 036700)摘要:为了提高煤矿综采面的产量及工作效率,结合庄旺煤业综采工作面实际情况,对综采面的矿压规律和特征进行了重点分析,从而为提高煤矿综采工作面的产量和效率,减少事故发生概率做出了参考,为类似矿井的矿压研究提供了借鉴作用㊂关键词:煤矿综采面;矿压规律;顶板管理中图分类号:T D 326 文献标识码:A 文章编号:1006-7981(2020)10-0026-02引言煤矿在正常开采过程中主要包括矿压规律㊁控制技术㊁综采设备选型㊁回采巷道支护与回采工艺技术影响因素㊂在采矿过程中不仅需要注意矿压问题[1-2],还需要对顶板管理加大重视度,一旦矿压不够稳定则会直接影响煤矿开采工作的顺利开展㊂因此本研究以庄旺煤矿综采工作面实际情况,分析综采面抗压规律特点及顶板管理问题㊂1 回采工作面概况庄旺煤业20109回采工作面有着较大的煤层产状变化情况,对应地表地形大致为中部高,向东部㊁西部渐低最高处位于工作面中部,西部煤层变薄平均厚度为2.5m ,东部煤层平均厚度为5.12m ;煤层结构简单,煤层倾角6ʎ[3],2号煤层普氏系数ɲ<3㊂20109工作面综采放顶煤采煤法时,利用矿方现有的一套放顶煤工作面设备Z F 7200/20/32型液压支架与Z F 7200/20.5/33型过度液压支架,具体参数见表1:表1 20109工作面液压支架参数支架型式重量(k g )高度(mm )宽度(mm )中心距(mm )工作阻力(k N )支护强度(M P a)Z F 7200/20/32放顶煤液压支架220002000-32001500150072000.95-1.01Z F G 7200/20.5/33型过渡支架210002050-33001500150072001.06-1.102 综采工作面矿压规律观测2.1 布设观测点本次研究重点在于对20109工作面矿压规律的观测,如图2,所布设的三个观测点分别位于工作面东(I )㊁中(I I )㊁西(I I I )方位,观测线路布设共计5个,用标号①~⑤表示㊂分别于5个支架立柱安装1台圆图压力自记仪,从而对工作面的矿压规律进行全面观测㊂除此之外还需连续观测液压支柱的支护阻力变化情况,记录参数包括支柱初撑力㊁最大阻力㊁循环时长㊁支架运转特性曲线(P-T )等数据情况,并且观察记录顶板情况㊂图1 管侧点布设图2.2 矿压规律观测结果如表2所示:工作面呈现明显周期性来压,所受两侧顺槽支撑作用影响,东西部的来压步距与强度较中部明显更大㊂在中西观测区域均为33m 的来压步距显示,东部42mm ,滞后9m ;全部综采工作面初次来压步距均值为36m ㊂2.3 工作面矿压特征经过本次布设观测点,发现在20109综采工作面中,东部I ㊁中部I I 两个测区分别达到了719mm62 内蒙古石油化工2020年第10期表2 综采工作面的基本顶来压观测情况来压类测区持续期步距(m )支架阻力P mP 1强度初次Ⅰ2424531.64110.163.19Ⅱ2334889.263505.962.59Ⅲ23344553712.93.27均值Ⅰ1.7623.65386.294698.62.46Ⅱ2.2616.74987.73799.51.43Ⅲ1.622.45380.23569.91.69与831mm 的片帮深度,最大深度1.0m ,综合增加幅度不大,较来压之前增加明显㊂在初次来压过程中,工作面的冒顶高度通常处于0.6~0.8m 范围内,中部的冒顶高度最高可达1.2m ㊂出现这一情况的根本原因在于较大的来压强度,而来压之前综采工作面的支架工作阻力较低,所以观测中来压期间,支架初撑力也明显较低㊂随着逐渐增快的推进速度及时控制㊂为了分析模型在工作面推进各个过程中的顶板运动状况,根据实验现场拍摄照片,结合理论,分析实验模拟结果㊂由于实际的地质条件复杂多变,实验室模拟只能定性的分析煤层上覆岩层运动规律,而所得的具体实验数据仅供参考,例如初次来压,周期来压等数据㊂因此,定量分析还需依现场实测数据为准㊂工作面沿切眼开采推进,第一次初次来压到来时,基本顶发生初次断裂,作面基本顶沿着煤壁正上方垮落,上覆基岩各分层之间产生裂缝,裂缝宽度较大,详见图3(A )㊂随着工作面的继续推进,推进距达到90m 时,基岩最顶分层的粉砂岩发生较大下沉,同时随着工作面向前推进,工作面上方裂缝前移,当工作面推进距为100m 时,基岩顶部粉砂岩层断裂,其上部承载的表土层发生弯曲下沉波及地表图3(B )㊂实验室模拟可知:工作面基本顶第一次垮落后,随着工作面的推进,裂隙向上㊁向前延伸,最终贯穿地表,地表出现裂缝,可见工作面覆岩中不存在完整 三带 ,基本上为冒落带和裂隙带,顶板基岩基本沿煤壁全厚切落㊂(A )第一次垮落观测结果 (B )第二次垮落观测结果图3 垮落结果观测数据3 结语各煤矿综采面矿压规律各不相同,在实际生产中,不仅需要重视掌握工作面的矿压规律,还应注意顶板管理工作,确保综采工作面可以安全高效地推进,真正从技术及管理层面,为矿井安全生产奠定基础㊂[参考文献][1] 史增利.关于坚硬顶板回采工作面矿压和顶板管理研究[J ].江西化工,2019.[2] 谢杰鹏.综采工作面末采及回撤矿压显现规律与顶板控制技术探析[J ].能源技术与管理,2019,044(002):91-92.[3] 王水利.榆神矿区浅埋高强度开采综采面矿压显现规律及其控制研究[D ].2019.[4] 袁小春,邵小平,郑继锐.大采高综采工作面不同条件下的矿压显现规律[J ].陕西煤炭,2019,038(002):35-39.[5] 崔慧斌.缓倾斜煤层综采工作面覆岩运动规律及矿压特征分析[J ].煤矿现代化,2019,000(005):81-83.72 2020年第10期张海峰 庄旺煤业综采工作面矿压规律研究及分析。

大采高综采工作面矿压显现规律数值模拟研究1. 引言1.1 研究背景大采高综采工作面是目前煤矿开采中常见的一种采煤工作方式，具有高效率、大产量的特点。

在大采高综采工作面的开采过程中，由于地质条件复杂、采煤厚度大等因素的影响，工作面所受到的矿压显现问题日益突出。

矿压显现不仅影响矿山安全生产，还对矿山经济效益造成了严重影响。

对大采高综采工作面矿压显现规律进行深入研究，对于指导矿山安全生产，提高矿山开采效率具有重要意义。

目前国内外对于大采高综采工作面矿压显现规律的研究还比较有限，因此有必要开展相关的数值模拟研究，以期能够揭示其规律，并为矿山开采提供科学依据。

1.2 研究目的研究目的是通过数值模拟研究大采高综采工作面矿压显现规律，深入分析矿压的形成机制和影响因素，为减轻矿压灾害、优化生产工艺提供科学依据。

具体包括以下几个方面：揭示大采高综采工作面矿压显现规律，为煤矿生产中的矿压防治提供理论指导；探讨数值模拟方法在矿压研究中的应用，深入分析各种参数对矿压的影响，为进一步优化模拟方法提供参考；通过对影响因素的分析，为矿山生产管理提供相应建议，减少矿压灾害的发生，保障生产安全。

通过本研究的开展，可以为相关矿山的生产经营提供科学依据，提高生产效率，改善工作环境，降低事故风险，促进煤矿行业的可持续发展。

1.3 研究意义矿压是煤矿开采过程中不可避免的问题，对于矿工的生产安全和生产效率具有重要影响。

特别是大采高综采工作面矿压，由于工作面开采空间大、压力集中、地质条件多变等特点，矿压显现更加突出。

对大采高综采工作面矿压规律进行研究具有重要意义。

研究大采高综采工作面矿压规律能够为矿山安全生产提供科学依据。

通过深入了解矿压的形成机制和变化规律，可以制定合理的治理方案，减少事故发生的风险，并保障矿工的生命安全。

研究大采高综采工作面矿压规律对于提高煤矿开采效率具有重要意义。

通过优化开采工艺、合理布置支护措施，可以有效减少矿压对采煤工作的影响，提高生产效率。

综采面回采巷道矿压规律显现分析研究摘要：根据综采面及上下顺槽布置的具体条件，采用现场实测的方法，对倾斜长壁综采面一次采全高过程中的回采巷道矿压显现规律进行了实测研究，分析了观测结果及巷道变形原因，从而得出了该条件下矿压显现的基本规律。

关键词：综采回采巷道矿压显现0 引言随着煤炭工业的快速发展，形成“一井一面”或“一井两面”的高产高效矿井，矿井的产量越来越大，同时工作面生产设备向大型化、重型化、自动化方向趋势发展。

因此，工作面的生产能力大大提高，工作面瓦斯涌出量相应增加，要求工作面配风风量必须增大，同时设备大型化要求回采巷道必须具有足够的断面尺寸，以便于设备在井下的移动，因而回采巷道的断面不可避免的需要增大，从而导致在回采过程中巷道围岩变形增大和矿压显现剧烈[1-3]。

而综采面回采巷道的围岩变形与矿压显现规律的特点与普通采煤回采巷道又有不同[4-5]，下面对大采高综采面回采巷道的围岩变形特征及矿压显现规律作分析，得出其矿压显现的基本规律，为同类条件下采煤的巷道管理和支护具有指导和借鉴的意义。

1 工作面地质及开采技术条件1213（1）工作面是某矿11-2煤层上采区的第一个回采工作面，东以Fs5断层为界，南以西一采区三条大巷保护煤柱为界，北至西一（11-2）上采区Fs217断层防水煤柱线。

工作面区域内煤层总体构造形态呈单斜构造。

煤层产状为：其走向在工作面的东段近东西向，倾向190°～200°，倾角6°～9°，局部地段到214#钻孔及以北，走向急转，跟该西顺槽方向一致，倾向105°～110°，倾角变缓为2°～4°，煤厚0.9～3.4m，平均厚度2.84m，煤层赋存较稳定，含有0.1～0.4m的泥岩夹矸。

该工作面运输顺槽、轨道顺槽共揭露断层40余条，断层落差均小于2m，多为煤层内的层滑构造。

煤层直接顶厚3.4～6.8m，由泥岩、砂质泥岩并且夹有1～2层薄煤线组成。

浅埋煤层综采工作面矿压显现规律研究摘要：为了分析总结浅埋煤层综采工作面矿压显现规律，结合神宁集团梅花井煤矿112201工作面情况，设计合理的浅埋煤层工作面矿压监测方案。

通过112201工作面实测数据整理及分析，结果表明：112201工作面老顶初次来压步距平均为47m，周期来压步距约为20～30m，平均25m。

来压期间矿山压力显现剧烈，工作面压力呈现明显的两头小、中间大的规律，工作面前方6～15m范围为应力峰值区。

浅埋煤层开采期间，顶板来压步距相对较大，相比深埋煤层，来压期间矿山压力增大幅度较大，矿压显现较剧烈。

关键词：浅埋煤层；综合机械化采煤；矿压监测；矿压显现。

1 地质概况112201综采工作面，煤层发育良好，地质构造简单，无夹矸，无大的构造，整个煤层呈一单斜构造。

煤层稳定，煤层厚度为1.9～4.08m，平均为3.4m，煤层倾角2～29°，平均18°，属缓倾斜～倾斜煤层。

21319工作面平均走向长4957m，工作面平均长255.7m，埋深平均为110m，基岩层厚度平均为14m，载荷层厚度平均为76m，基载比为0.18，顶板为典型的单一关键层浅埋煤层结构。

2 工作面监测方案设计2.1 工作面矿压监测的目的在浅埋煤层工作面开采过程中实施支护质量与顶板动态监测，主要监测目的为：1）掌握浅埋煤层工作面回采过程中的综采液压支架的受力状况与顶板的来压规律，为浅埋煤层工作面的支架选型和设计及支护强度确定提供依据[1~2]；2）分析顶板来压规律，实现顶板来压步距和来压强度预报，为合理的顶板控制提供依据[3~4]；3）掌握巷道受工作面采动影响时围岩变形的基本规律，为确定动压条件下回采巷道支护方法和合理支护参数提供依据[5]；4）掌握工作面超前采动影响范围和超前支承压力高峰区域，确定工作面巷道的超前加强支护距离及对应支护技术措施。

2.2 矿压监测的流程监测的内容包括综采支架支护阻力、工作面两巷超前单体支柱支护阻力、巷道顶板离层情况、巷道围岩表面变形情况，监测流程如图1所示。

大采高综采面矿压显现规律分析探讨摘要：综采工作面支架初撑力整体偏低，结构中部初撑力较大，但机头和机尾处初撑力小且压力波动频繁，通过提升支架初撑力能加强顶板下沉量控制，为此，在综采工作面下一阶段开采过程中必须强化工作面液压支架初撑力控制，确保供液时间。

煤层开采厚度及工作面推进速度是影响支承压力峰值位置的两个主要方面，通过工作面推进速度的加快以及煤层开采厚度的控制，减弱应力强度，并缩短周期来压时间。

基于此，对大采高综采面矿压显现规律分析进行研究，以供参考。

关键词：大采高；综采面；矿压观测；显现规律引言随着中国煤矿资源向西部的逐渐转移,西部煤矿存在的问题逐渐显现出来,浅层大矿高开采面是其主要问题之一。

在此背景下,研究矿山压力显现规律和探测运动规律,对于高效安全地开采浅层高层矿区具有重要意义。

表面开采后开采面积的大小明显增加,开采面积较大的范围使上层岩石的破坏方式和破坏周期有很大差异。

1回采巷道监测方案工作面行车道压力监测包括:铺装层位移、车道基点变形以及对周围岩石的压力监测工作面201磁带巷两侧的采矿压力测量图和反向引导图，其中放置了三组应力分析，用于监测采矿过程中车道周围岩石的压力，以获取关于回收对行车道1号终端的范围和影响范围的信息，桩号距离为50m，钻孔距离为2m，工作面上的煤柱和煤柱一侧的孔在测量时，在每个孔中安装一个kse-ⅱ-1型钻头，如果该点在工作面外50m处，则钻孔强度计每1h记录一次，每40m记录0.5h一次。

2初次来压及周期来压结合该大采高综采工作面液压支架载荷实测值及支架载荷和工作面推进之间的关系数据，待工作面推进至10.4m时直接顶垮落，来压支架载荷均值32.4MPa，远高于正常值25MPa；待工作面推进至20.5m时，来压支架载荷取值达到直接顶初次垮落后的最高水平32.1MPa，此即为初次来压值，高出此工作面推进水平下的正常值25.7MPa。

初次来压结束后在工作面持续推进的过程中，因受到覆岩载荷作用，基本顶岩梁弯曲应力呈持续增大趋势，回转变形愈加显著，直到受载岩梁拉应力超出基本顶岩石抗拉强度后便开始出现周期失稳断裂来压现象。

综采工作面顶板运动及矿压显现规律研究【摘要】1021综采工作面矿压显现特征较为特殊，借助对工作面支架工作阻力的现场监测，研究工作面顶板破裂特征及宏观矿压显现特征。

结果显示：工作面各部位老顶周期来压步距平均14.3m，采空区直接顶基本上随采随冒，工作面推进过程中有小范围片帮，端头处煤壁片帮严重，工作面来压期间，煤壁片帮明显多于平时，且工作面煤壁片帮绝大部分出现在工作面的中上部位置。

【关键词】1021综采工作面；顶板运动；矿压显现规律袁店一井煤矿1021工作面地面标高为27.2～28.7m，工作面标高为-453m～-380.7m。

位于南风井北约1400m。

地面附近为村庄（丁杜周庄，已搬迁）、农田及沟渠，无大的水系。

南部与1022工作面（未掘进）相邻；北部为F4断层防水保护煤柱；东与102采区大巷煤柱相邻；西靠近EF61 H=5-28m断层防水煤柱。

工作面走向长度610m，倾斜长度140m，煤层厚度1.6～5.92m，平均4.4m，局部含夹矸，夹矸厚0.2m～1.1m。

工作面里段煤层较厚，外段煤层局部变薄，煤层倾角平均6°，局部煤层受构造影响，倾角较大，最大达20°～25°，本工作面煤层赋存稳定。

开展工作面的矿压显现及顶板破断特征研究，对于工作面的快速高效回采具有重要的意义。

1支架工作阻力监测仪器及方案1.1监测仪器山东科技大学专利产品KBJ-60Ⅲ-1矿用数字压力计、KBJ-60Ⅲ-2矿用压力数据采集器用于综采工作面是监测煤矿井下综放综采液压支架压力参数的智能化仪表，具有体积小、操作方便、显示直观、数据处理功能强等特点，输出的报表格式通用性强。

采用了红外无线数据通讯和改进的电池供电系统，大大提高了仪器的使用可靠性和电源的使用寿命，可以长期在井下使用，无需维护。

1.2监测方案工作面共设6个支架工作阻力监测站，共6台矿用数字压力计，分别布设在工作面20#，40#，70#，90#，110#和130#支架处，每个测站分别在支架左右立柱高压腔安装1台矿用数字压力计，能显示和记录观测支架左右立柱工作压力。

某综采工作面矿压显现规律研究摘要：利用矿压监测在线监测系统，结合综采工作面煤层赋存条件，分析综采工作面初次来压步距、周期来压步距、支架初撑力、支架循环末阻力、支架循环末阻力频率分布并得出工作面矿压显现规律，为该煤矿类似地质条件下的工作面矿压显现和工作面支护提供宝贵的经验。

关键词：矿压；规律一、工作面概况某矿综采工作面，煤层厚度1.60～3.50m，平均2.92m，煤层倾角1～8°，平均5°。

工作面埋深461m，走向长度为2359.5m，倾斜长度为186.7m。

工作面整体为一宽缓的单斜构造，布置ZY4000-17.5/38型掩护式液压支架。

液压系统选用两台BRW400/31.5型乳化液泵和一个RX400/25型乳化液箱供液。

二、KJ327型矿山压力监测系统概况KJ327矿压监测系统可以方便的实时监测支架动态受力状况，可以以曲线和数据两种方式显示受力状况，查看每班的升降架次数进而推断移架次数，可以判断支架的初撑力及末阻力是否符合安全规程，通过y(t)曲线可以查看液压支架的安全阀设定是否合适，判断支架内部是否漏液串液，支架是否起到良好的支护作用，通过长期观测为判断同一地质条件下的周期来压规律提供依据。

三、矿压监测方法工作面安装机械压力表和KJ327型矿山压力监测系统监测矿山压力。

矿山压力监测系统在工作面使用9台监测分站（根据液压支架数量，9个监测分站均匀分布，每台监测分站用1台隔爆兼本安直流电源，监测相邻的三台液压支架），实时在线监测27组液压支架（54个支柱）的压力值变化，监测数据被实时传送到地面控制中心，在PC 机上形成实时曲线和数据文件。

按照液压支架从机头至机尾的顺序升序编号，分别在8#、22#、36#、50#、64#、78#、92#、106#、120#架处安装监控分站，对液压支架压力状况进行实时监测。

四、工作面初次来压分析以加权阻力对来压步距进行分析，时间加权工作阻力(Pt)是指一个采煤循环内以时间为加权计算的平均工作阻力。

南梁煤矿综采工作面矿压规律研究
南梁煤矿地处神府侏罗纪煤田地方开采区的边界地带,属于浅埋煤层。

该矿过去长期采用房柱式采煤方法,劳动强度大,资源采出率低,安全难以保证,因此从2009年开始采用综合机械化采煤。

浅埋煤层矿井综采面矿压显现在矿井开采初期尤其突出,严重影响工作面的安全生产,因此有必要对南梁矿20115综采面矿压规律进行研究。

本文在进行大量现场矿压观测的基础上,利用已有的相似材料模拟实验结果,运用理论分析等方法,对南梁矿20115综采面矿压规律进行了研究。

20115综采面现场观测、相似模拟和理论计算得出老顶初次来压步距分别为50m、40.2m和47.8m,综合分析为50m;周期来压步距分别平均为10.9m、11.3m和13.8m,综合分析平均为11m;现场观测和相似模拟的老顶来压平均增载系数分别为1.35和1.13,支架运行平稳;现场观测数据计算、相似模拟和理论计算的支架工作阻力分别为5373.5kN、5219kN和5918kN,结果基本一致,现场支架安全阀开启率只有5%左右,说明ZZ6800/14/27型四柱支撑掩护式液压支架能够有效控制顶板,矿压显现不强烈;相似材料模拟显示覆岩未出现下沉带,垮落带与裂隙带的界限不明显,即没有形成一般赋存条件的“三带”;下位岩层遵循自下而上的下沉规律,上位岩层下沉具有突发性。

顺槽超前支护20m能够满足护巷要求,工作面之间20m护巷煤柱可以满足要求。

研究结果对南梁煤矿20115综采面的安全生产具有指导意义。

7257工作面矿压显现规律的分析与研究尚成军蔡雷逯云一、矿压观测方案（一）、矿压观测目的顶板灾害是煤矿五大灾害之一。

据统计，2005年全国煤矿共发生顶板事故1805起，占总数的55%，居第一位，死亡2058人，占全国煤矿总数的34.7%，仅次于瓦斯灾害，居第二位。

预测预防顶板灾害已成为我国煤矿生产中必不可少的环节之一。

矿压观测能够第一时间掌握井下实际情况，便于及时采取有效措施，做到防范于未然。

长期进行矿压观测，分析矿压显现规律，还可以较准确地预测预报顶板灾害。

因此，矿压观测是煤矿生产过程中必不可少的工作之一。

（二）、7257工作面基本情况（1）、煤层赋存情况工作面靠近F5逆断层为72、73煤层合并区，往西为分叉区，本区72、73煤层间距0.6～8.7m，平均4.6m，整体趋势是由东向西逐渐增大。

本工作面72煤层整体趋势东厚西薄，煤厚在0.8～3.3m 之间，平均2.4m，煤层赋存稳定，煤呈粉末状、碎块状，条痕黑色～褐黑色，弱玻璃光泽～玻璃光泽，细中条带状结构，煤以半亮煤为主。

（2）、煤层稳定情况煤层变异系数20.46% 煤层可采性指数 1 （3）、煤层顶底板直接顶：浅灰～灰色泥岩，含植物化石。

平均厚度3.0m，自然状态下，单向抗压强度为10.6～14.5Mpa，平均为12.6Mpa。

老顶：灰～深灰色细砂岩，细粒结构，块层状构造，成分以石英为主，钙质胶结，性较硬，具水平层理。

平均厚度4.5m，自然状态下，单向抗压强度平均为46.3Mpa。

直接底：灰～深灰色泥岩，泥岩厚1.1～4.2m，平均厚2.2m，泥质结构，含植物化石碎片。

自然状态下，单向抗压强度平均为14.8Mpa。

（具体情况见柱状图）。

（4）、工作面支护顶板管理方法:采用全部垮落法管理顶板，通过液压支架的支降移达到顶板支护、放顶。

工作面配置138架液压支架,对工作面顶板实行全支护法管理。

工作面基本支护规格表：名称支护形式支架控顶距（m）支护强度（Mpa）支架中心距（m）放顶步距（m）最大最小规格支架ZY6000-18.5/38 4.4 3.8 0.88 1.5 0.6 （5）、支架压力观测方法及测点布置该工作面安装天地科技股份有限公司自主研发的KJ21矿山压力监测系统，共设置15架工作阻力测点。

综采工作面矿压显现特征及控制技术摘要：还主要针对综采工作面矿压展开探讨，对于综采工作面的矿压特征进行总结，并对这些显现的特征进行分析，提出了相关的控制技术和方法，希望能够为今后的综采工作面的相关施工工作提供参考。

关键词：综采工作面；矿压；显现特征；控制技术前言在综采工作面的施工过程中，一定要更加注重矿压的显现问题，对于矿压的显现特征，进行进一步的分析，有利于我们自己做好相关的控制技术，进一步提高控制水平，把握控制技术的要点。

1、煤矿综采工作面矿压规律研究1.1国外研究现状在过去社会发展中，对于有关煤层矿山压力规律的研究不多，尤其是在国外，对这些问题的研究更是存在着较多的不足和缺陷。

一直到上个世纪中期，苏联科学家通过在工作中煤矿常见问题分析，提出了台阶下沉的假说，这种说法的存在使人们认为当煤层埋藏较浅时，上层岩层可以视为均质，随着工作面的推进，顶板将呈斜方六面体沿着向煤壁的斜面而垮落直至地表，支架上所受的力应考虑整个上覆岩层中载荷的作用，当有坚硬顶板组成的老顶时，老顶断裂在煤壁内，支架载荷按控顶区跨度计算上覆岩层全部总量。

今年来，社会发展中，人们对这些现象的认识逐步提高，对于煤矿层中存在的压力现象也提出了新要求。

经过多年实践经验总结得出，国外对浅埋煤层的矿压显现规律认为浅部开采顶板破断直接影响到地表，顶板破断角大，地表下沉速度快，来压明显且难以控制。

但对浅埋煤层覆岩运动、变形、破环的规律的研究却没有什么进展。

1.2国内研究现状通过大量物理相似模拟研究，得出了浅埋煤层厚砂土层的破坏规律，并通过对动态载荷智能采集系统的开发，获得了厚砂土层动态载荷的一些特征和数据。

对浅埋煤层厚砂土层破坏机理、动态载荷传递机理以及载荷传递因子的确定，展开了进一步的工作。

2、矿压监测的目的和方法2.1矿压监测目的进行科学化的矿压监测，能够在一定程度上增进对工作面来压规律、强度以及步距等的了解，并有助于对矿山压力进行事前预测，起到控制矿压的效果。

大采高综采工作面矿压显现规律数值模拟研究矿山开采面在采矿过程中，由于围岩的强度不足以承受采场的压力，同时采矿的过程会对矿山的抗压力产生影响以及对矿山产生不同程度的破坏，从而使得采场围岩形成不同程度的变形和矿压显现。

因此，对于采矿面的围岩的变形规律和矿压显现规律的研究十分重要。

在大采高综采工作面的矿压显现规律方面，本文针对这一问题，采用数值模拟的方法，研究了大采高综采工作面的矿压显现规律。

1、研究对象和方法本研究主要研究了某金矿大采高综采工作面的矿压显现规律。

采用的数值模拟方法是FLAC3D，对于开采面的围岩形变情况进行了模拟分析。

在模拟中，设置初始应力，确定开采的速度、采动的方向和渐进区位置，并设定支护模式和支护方式。

通过模拟，得到了大采高综采工作面围岩的变形、应力、变形量等关键参数。

2、矿压显现规律分析采用FLAC3D进行数值模拟得到了大采高综采工作面的围岩的变形规律和应力分布规律。

分析结果如下：（1）变形规律分析从模拟结果可以看出，在开采面附近的围岩中，分布有一个较明显的裂隙带。

随着采矿的深入，开采面周围的围岩会产生破裂压缩、弯曲、挤压、剥落等不同的变形形态。

这些形态下的变形主要包括围岩变形、变形量和裂隙发育情况等方式。

（2）应力分布规律在大采高综采工作面附近区域，高压围岩会因为采矿作业而受到不同程度破坏。

主要表现为岩体应力的变化和应力值的增加。

从模拟结果可以看出，开采面前方的岩体应力值明显增高，而在支护之后，应力值则会相对稳定，但仍然有较大的应力值存在。

3、支护措施基于矿压显现规律的分析，在大采高综采工作面的支护过程中，还需根据模拟结果进行合理的支护设计。

具体措施如下：（1）采取合理的支护措施。

在开采面周围设置合理的支护措施，包括注浆、锚杆、支梁、板架等方式，以增强围岩的支撑能力。

同时，在不同的采矿阶段采取不同的支护措施，以保证矿山的安全稳定。

（2）设置防护措施。

针对大采高综采工作面的特殊条件，需要设置防护措施，在矿山的入口和出口处设置监控设备，及时检测矿山地质状况，以及及时对异常情况进行处理。